龍家宇 劉自強 張凱

【摘要】城市更新是針對現(xiàn)有土地功能和資源利用不符合社會經(jīng)濟發(fā)展要求的情況，對現(xiàn)階段的特定城市建成區(qū)實施綜合整治、功能改變或者拆除重建的活動。在建筑工程施工過程中，地下連續(xù)墻、工程樁等地下暗挖工程施工需要進行水下混凝土澆灌。在水下混凝土澆灌工程中，混凝土第一灌是否能夠順利下管，關(guān)乎到后續(xù)水下混凝土作業(yè)是否能夠繼續(xù)施工，因此，在水下混凝土澆灌時，第一灌混凝土導(dǎo)管的距離施工孔底高度一般為0.3～0.5m，如果第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度過高，可能會導(dǎo)致混凝土澆灌量不足以至于不能埋住導(dǎo)管，樁孔內(nèi)的泥漿水從導(dǎo)管底口進入導(dǎo)管內(nèi)，容易造成混凝土澆灌不連續(xù)，出現(xiàn)混凝土缺陷或者斷樁塌孔現(xiàn)象;在水下混凝土澆灌過程中，混凝土導(dǎo)管一般需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往因為水下混凝土凝結(jié)速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進行起吊、安裝、、固定、拔管以及拆除等作業(yè)，此類施工作業(yè)操作不方便，采用吊車進行施工對施工現(xiàn)場場地占用量大，經(jīng)濟不劃算。

本研究通過采用水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升裝置，確保水下混凝土澆筑質(zhì)量的同時又可以減少在水下混凝土澆筑過程中大型機械的高額費用，并且保證施工質(zhì)量及安全。

【關(guān)鍵詞】城市更新單元;水下混凝土澆筑;混凝土澆筑導(dǎo)管

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.04.033

1、應(yīng)用概況

本工程類型為城市更新單元工程，項目位于深圳市羅湖區(qū)筍崗地鐵站北側(cè);北臨多層廠房，東側(cè)為筍崗大廈，南側(cè)為梅園路，臨近地鐵7號線筍崗站，西側(cè)為在建的周和莊項目，項目紅線距周和莊用地紅線約35m。西側(cè)緊靠本項目為市政道路及市政綠化，市政道路已建成，還未投入使用。市政道路被周和莊項目圍入圍擋內(nèi)，后期作為臨建用地，市政綠化地目前為中建科技工人生活區(qū)，雙層箱式房，距用地紅線約2m。。地塊用地面積2801平方米。周邊建筑物較多，主要為居民住宅樓、廠房及辦公樓。場地周圍管線密集，周邊環(huán)境較為復(fù)雜，場外緊東側(cè)一條道路，道路狹小且車流量較大，無法使用。周邊距現(xiàn)有建筑物較近，周邊市政排水系統(tǒng)較完善，暴雨時排水較順暢。項目設(shè)四層地下室，整個場地原為廠房，現(xiàn)已拆除，地勢較平坦，交通便利?；娱_挖深度為18.40～19.70m，支護周長約236.00m，基坑開挖面積約2484.30m2。基坑安全等級：所有剖面均按一級標準控制?？禹?.0m范圍內(nèi)限值荷載不大于10KPa，2.0m外限值荷載不大于20KPa。基坑支護形式主要采用A800地下連續(xù)墻+三道鋼筋砼內(nèi)支撐，地下連續(xù)墻共45幅，止水帷幕采用地下連續(xù)墻，對連續(xù)墻接頭的位置采用兩根雙管旋噴樁加強止水，連續(xù)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置攪拌樁。地下連續(xù)墻施工區(qū)寬約15m，進場后平整、施工區(qū)場地，成槽機和起重吊車行走道路（15m寬）。地連墻在東側(cè)（新村一路）導(dǎo)墻完工后施工部分槽段，待東側(cè)地連墻施工完成后施工西側(cè)（田西路）地連墻，西側(cè)地連墻施工完成后進行北側(cè)地連墻施工，最后對南側(cè)（梅園路）地連墻進行施工。計劃配備1臺成槽機，配備6臺旋挖鉆機或沖孔樁機施工巖層的成孔，平均每天完成一幅，90天完成全部地下連續(xù)墻施工。內(nèi)支撐立柱：D1.0m灌注樁，施工按基坑開挖、支護施工分區(qū)安排，在地連墻施工的同時施工，計劃安排2臺旋挖鉆機跟隨施工。水泥攪拌樁：D800@650大直徑攪拌樁，安排1臺水泥攪拌樁機在第一層土方開挖后跟隨地下連續(xù)墻同步施工?；影踩燃墳橐患?。施工場地南北長約95米，東西寬約30米，面積約2800平方米，場地周邊存在1棟高度約300米的超高層，距離施工場地約100米;存在1個深度約20米地下地鐵站，距離施工場地約8米;存在1個開挖深度20米，南北長180米，東西寬50米的深基坑，距離施工場地約30米。場地周邊環(huán)境條件復(fù)雜，綜合確定基坑安全等級為一級?；娱_挖面積2484.30㎡，開挖周長236.00m。

場地周邊施工情況較為復(fù)雜，施工場地地形呈狹小矩形，工程施工難度大?；又ёo形式全部采用800地下連續(xù)墻+三道鋼筋混凝土內(nèi)支撐，止水帷幕采用地下連續(xù)墻，對連續(xù)墻接頭的位置采用兩根雙管旋噴樁止水，連續(xù)墻內(nèi)側(cè)設(shè)置攪拌樁。

地下連續(xù)墻混凝土灌注全過程采用水下混凝土進行灌注，傳統(tǒng)水下混凝土澆筑第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度一般為0.3～0.5m，在水下混凝土灌注過程中，導(dǎo)管需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往因為水下混凝土凝結(jié)速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進行起吊、安裝、、固定、拔管以及拆除等作業(yè)。結(jié)合本工程實際情況，傳統(tǒng)水下混凝土澆筑會產(chǎn)生以下弊端：

（1）水下混凝土灌筑，第一灌至關(guān)重要，第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度按照常規(guī)做法一般為0.3～0.5m，如果第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度過高，可能會導(dǎo)致混凝土澆灌量不足以至于不能埋住導(dǎo)管，樁孔內(nèi)的泥漿水從導(dǎo)管底口進入導(dǎo)管內(nèi)，容易造成混凝土澆灌不連續(xù)，出現(xiàn)混凝土缺陷或者斷樁塌孔現(xiàn)象;

（2）在水下混凝土澆灌過程中，導(dǎo)管需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往因為水下混凝土凝結(jié)速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進行起吊、安裝、固定、拔管以及拆除等作業(yè)，此類施工作業(yè)操作不方便，采用吊車進行施工對施工現(xiàn)場場地占用量大，經(jīng)濟不劃算。

（3）本工程施工場地有限，如若采用吊車進行混凝土澆筑時的導(dǎo)管提升作業(yè)，勢必會堵塞施工道路，影響其他工序的穿插施工，耽誤工期。

（4）水下混凝土導(dǎo)管提升時，導(dǎo)管需隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出，而吊車很難做到勻速提升，會間接影響混凝土澆筑質(zhì)量。

（5）傳統(tǒng)水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升方法采用的人工及機械設(shè)備較多，增加施工成本。

（6）采用吊車進行導(dǎo)管提升作業(yè)時，導(dǎo)管有可能隨著吊繩的晃動而產(chǎn)生偏移或者失穩(wěn)，影響施工質(zhì)量。

2、施工方法

此水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升裝置包括槽鋼骨架平臺，平臺上設(shè)有提升裝置，操作臺，導(dǎo)管卡板。

槽鋼骨架平臺采用12號槽鋼與8mm厚的鋼板進行焊接，規(guī)格尺寸為3000×2000mm，槽鋼之間焊接為單面滿焊，槽鋼與鋼板之間為點焊。具體尺寸詳見圖1。

提升裝置包括電動卷揚機、鋼管門字架、三級配電箱。電動卷揚機采用4個M10螺栓固定或者焊接與平臺上，卷揚機鋼絲繩槽的中點與門字架上的滾輪線槽中點、導(dǎo)管孔口中點在同一直線上。鋼管門字架采用直徑150mm的鋼管制作，鋼管與平臺滿焊，并用兩塊150mm的等腰三角鋼板增加焊接長度。鋼管豎桿之間采用法蘭盤連接，豎桿與水平桿滿焊焊接，門字架水平桿中點設(shè)置一個滾輪作為鋼絲繩受力輪。門字架設(shè)置與導(dǎo)管孔口位于同一直線。三級配電箱支架與平臺采用焊接固定，配電箱用作給卷揚機供電，并為卷揚機提供用電安全保護裝置。具體尺寸詳見圖2～4。

操作臺作為操控卷揚機的裝置，控制卷揚機的打開與關(guān)閉、正反向的運轉(zhuǎn)。包括卷揚機開關(guān)、正反線路、雙向開關(guān)。具體尺寸詳見圖2～4。

導(dǎo)管卡板是導(dǎo)管定位及固定導(dǎo)管的裝置，包括合頁鋼卡板，導(dǎo)管孔口。當(dāng)導(dǎo)管需要進行拼裝或提升施工作業(yè)時，向上翻開卡板，使得導(dǎo)管拼裝部位有足夠空間進行拼裝作業(yè)，當(dāng)需要固定導(dǎo)管進行混凝土澆灌時，向下合上卡板，使得導(dǎo)管固定牢固，卡板下方應(yīng)設(shè)置尺寸500×500mm的孔口作為導(dǎo)管孔口。導(dǎo)管孔口還應(yīng)在卡板上切割一個直徑300mm的圓孔，作為導(dǎo)管的固定位置。具體尺寸詳見圖2～4。

混凝土導(dǎo)管下放，卷揚機的鋼絲繩穿過此設(shè)備上方的受力輪，鋼絲繩通過卡環(huán)與第一節(jié)導(dǎo)管連接。此時，通過操控卷揚機的運轉(zhuǎn)，帶動鋼絲繩下放，將第一節(jié)導(dǎo)管卡在導(dǎo)管卡板上，卸下與第一節(jié)導(dǎo)管相連的鋼絲繩，鋼絲繩通過卡環(huán)與第二節(jié)導(dǎo)管連接，將第一節(jié)導(dǎo)管上部與第二節(jié)導(dǎo)管下部連接。重復(fù)上述步驟，直至混凝土導(dǎo)管下方完成。

混凝土導(dǎo)管提升，待最下面一節(jié)導(dǎo)管混凝土面澆筑完成后，通過操控卷揚機的運轉(zhuǎn)，帶動鋼絲繩收縮，在上方第一節(jié)混凝土導(dǎo)管完全拔出后，將上方第二節(jié)導(dǎo)管上端卡在導(dǎo)管卡板上，將上方第一節(jié)導(dǎo)管拆除后，鋼絲繩通過卡環(huán)與上方第二節(jié)導(dǎo)管連接。重復(fù)上述步驟，直至水下混凝土澆筑完成。

3、施工原理

卷揚機鋼絲繩槽與門字架受力輪、導(dǎo)管位于同一水平線上，鋼絲繩通過卡環(huán)與導(dǎo)管連接，通過操控卷揚機正反向的運轉(zhuǎn)，帶動鋼絲繩收或者放，使得導(dǎo)管提升或者下降。

4、施工優(yōu)勢

以往水下混凝土澆筑時，導(dǎo)管提升一般使用傳統(tǒng)方法，使用吊車配合施工，本方法相較于傳統(tǒng)施工方法，有以下幾點優(yōu)勢。

（1）水下混凝土灌筑，第一灌至關(guān)重要，第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度按照常規(guī)做法一般為0.3～0.5m，如果第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度過高，可能會導(dǎo)致混凝土澆灌量不足以至于不能埋住導(dǎo)管，泥水從導(dǎo)管底口進入，導(dǎo)管內(nèi)出現(xiàn)涌泥，混凝土被污染，降低了強度，造成夾層，引起滲漏，繼而影響到混凝土的各項性能;而采用此方法，可通過下方導(dǎo)管的數(shù)量推測出導(dǎo)管的懸空高度，以此保證水下混凝土澆筑質(zhì)量。

（2）在水下混凝土澆灌過程中，導(dǎo)管需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往因為水下混凝土凝結(jié)速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進行起吊、安裝、固定、拔管以及拆除等作業(yè)，此類施工作業(yè)操作不方便，采用吊車進行施工，容易引起導(dǎo)管拔出過度，泥漿被擠入管內(nèi)，影響工程質(zhì)量，且吊車使用費用較高，經(jīng)濟不劃算。本方法設(shè)備較為簡單，且易操作，節(jié)約施工工期及成本。

（3）本工程施工場地有限，如若采用吊車進行混凝土澆筑時的導(dǎo)管提升作業(yè)，勢必會堵塞施工道路，影響其他工序的穿插施工，耽誤工期。此方法設(shè)備占地面積相較于吊車占地面積較小，不會阻塞道路，可方便其他工序穿插施工。節(jié)約施工工期。

（4）水下混凝土導(dǎo)管提升時，導(dǎo)管需隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出，而吊車很難做到勻速提升，導(dǎo)致混凝土在水下離析，澆筑不均勻，造成混凝土夾層，開挖后可能會引起滲漏。此方法鋼管提升速度由卷揚機鋼絲繩提升速度決定，卷揚機提升速度均勻，可使混凝土澆筑均勻，提高施工質(zhì)量，也可減少后期因滲漏引起的返工，節(jié)約施工成本，提升施工質(zhì)量。

（5）傳統(tǒng)水下混凝土澆筑導(dǎo)管提升方法采用的人工及機械設(shè)備較多，增加施工成本。且吊車占地面積較大，不利于狹小場地使用，且只能單根混凝土導(dǎo)管澆筑作業(yè)。此方法采用的設(shè)備較小，可以在轄下的場地內(nèi)施工，一臺設(shè)備只需兩人就可以操作完成，且可以多臺設(shè)備同時運轉(zhuǎn)，節(jié)約施工工期。

（6）采用吊車進行導(dǎo)管提升作業(yè)時，導(dǎo)管有可能隨著吊繩的晃動而產(chǎn)生偏移或者失穩(wěn)，影響施工質(zhì)量。而本方法混凝土澆筑導(dǎo)管卡板，可有效固定混凝土澆筑導(dǎo)管，保證混凝土澆筑質(zhì)量，減少因質(zhì)量問題引起的返工，節(jié)約施工成本，提升施工質(zhì)量。

結(jié)語：

隨著城市經(jīng)濟的高速發(fā)展，城市中很多原建筑物已不能滿足人們的生產(chǎn)生活需求，越來越多的城市更新單元工程應(yīng)運而生。水下混凝土灌筑，第一灌至關(guān)重要，第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度按照常規(guī)做法一般為0.3～0.5m，如果第一灌混凝土導(dǎo)管的懸空高度過高，可能會導(dǎo)致混凝土澆灌量不足以至于不能埋住導(dǎo)管，樁孔內(nèi)的泥漿水從導(dǎo)管底口進入導(dǎo)管內(nèi)，容易造成混凝土澆灌不連續(xù)，出現(xiàn)混凝土缺陷或者斷樁塌孔現(xiàn)象。在水下混凝土澆灌過程中，導(dǎo)管需埋入混凝土中2～4m，導(dǎo)管跟隨著混凝土高度上升而勻速向上拔出拆除，導(dǎo)管往往因為水下混凝土凝結(jié)速度快而導(dǎo)致拔出困難，因此一般需要采用吊車對水下筑混凝土澆灌導(dǎo)管進行起吊、安裝、固定、拔管以及拆除等作業(yè)，此類施工作業(yè)操作不方便，采用吊車進行施工對施工現(xiàn)場場地占用量大，經(jīng)濟不劃算。而此混凝土導(dǎo)管提升裝置很好地解決上述問題。運用此提升裝置可有效提升施工質(zhì)量、節(jié)約工期及節(jié)約施工成本。此提升裝置對同類及相似工程水下混凝土澆筑有一定的借鑒指導(dǎo)價值。

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作者簡介：

龍家宇，性別：男，1995年出生，現(xiàn)有職稱：助理工程師，中建二局第一建筑工程有限公司項目技術(shù)員。